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Resumen
El siguiente documento permite examinar la tecnología aplicada a la educación virtual y la educación a distancia con relación a la metodología del curso-taller BioPython donde se hace necesario el uso aspectos colaborativos (groupware technology) para la enseñanza y el aprendizaje. El objetivo del curso-taller BioPython1 es enseñar a programar a biólogos, a diseñar algoritmos y expresarlos como programas escritos
en un lenguaje de programación para poder ejecutarlos en un computador. La estructura del presente documento es como sigue: inicialmente se da una introducción al contenido tocando temas tales como aspectos metodológicos relativos a la educación virtual y a distancia. Las características de los ambientes colaborativos que soportan estas tareas se abordarán en la segunda sección; un caso particular de estudio será descrito en la tercera sección. El escenario será el curso-taller Python para biólogos que tuvo lugar en CIAT en el mes de diciembre.
Jenny Navas Muñoz
Asesor:
Alexander García PhD
The following document allows for the examination of technology applied to virtual education and distance learning with relation to the methodology in the BioPython course-workshop where it is necessary to use collaborative aspects (groupware technology) for teaching and learning.
The objective of the BioPython course-workshop1 is to teach biologists to program, design algorithms and express them as written programs in a programming language to be able to execute them in a computer.
The structure of the document is the following: initially, a contents introduction that touches
on subjects such as methodological aspects in relation to virtual and distance learning is given. The collaborative environment characteristics that support these tasks are dealt with in the second section; a specific case study will be described in the third section. The setting will be the BioPython course-workshop for biologists that took place at the CIAT (Spanish acronym - International Center for Tropical Agriculture) in December.
Palabras clave
Ambientes virtuales, ambientes colaborativos, elearning, Biophython
S
IS
T
E
M
AS
Abstract
Fecha de recepción: 17 - 10 - 2006 Fecha de aceptación: 20 - 11 - 2006
A
mbientes
virtuAles
y
colAborAtivos
de
AprendizAje
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Paralelo entre educación a
distancia y educación virtual
La educación a distancia es aplicada al intercambio de gran variedad de programas educativos, entre proveedores (o tutores) y audiencia (o estudiantes) a través de los medios existentes2. La educación virtual o
e-learning se refiere al aprendizaje por medio del uso de tecnologías que ofrece Internet para proveer un amplio despliegue de soluciones que mejore el conocimiento y el desempeño.
En la educación a distancia la principal característica es la separación entre el profesor y el estudiante en espacio y/o tiempo. El control sobre el aprendizaje es responsabilidad propia de cada estudiante y no del instructor en los programas a distancia. La comunicación se realiza por medio de mensajes escritos o por medio de la tecnología existente3.
En la comunicación entre estudiantes y tutor se pueden utilizar una gran variedad de medios con el propósito de enviar o recibir los materiales de apoyo en la educación a distancia. Estos se pueden clasificar en cuatro categorías:
•
Voz:
interactivos como el teléfono y la
audioconferencia para las llamadas telefónicas
y pasivas para el radio y el audiocasete como
la grabación de voz.
•
Datos:
información enviada y recibida a
través de computadores como los mensajes
de correo electrónico.
•
Video:
imágenes fijas como presentaciones
de computadores o diapositivas e imágenes
con movimiento, filmadas como películas y
videos.
•
impresos:
libros, textos, guías de estudio,
cuadernos de trabajo, programas de estudio,
casos de estudio, talleres, etc.
En la educación virtual desde la perspectiva del tutor la distancia física entre él y sus estudiantes podría ocasionar problemas en el momento de la evaluación porque no conocería exactamente el estado actual de conocimiento que posee cada uno de sus estudiantes. La educación se imparte a través de ambientes virtuales de aprendizaje.
lo más complejo de los ambientes
virtuales de aprendizaje es el “cómo” el tutor
verifica si el estudiante trabaja y como se puede
medir el nivel de conocimiento adquirido por cada
uno
4.
La educación virtual está vinculada a redes, las cuales permiten la actualización instantánea, almacenamiento, recuperación, distribución e intercambio de información. También es enviada a un usuario final vía computador, usando tecnología estándar de Internet. A su vez, se enfoca en la visión de las soluciones de aprendizaje que van más allá de los paradigmas tradicionales del entrenamiento5. El anexo A presenta una entrevista que
ilustra la enseñanza en un ambiente virtual desde la perspectiva del estudiante.
La educación virtual es una forma de aprendizaje a distancia, pero la educación a distancia no es educación
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virtual. El SENA a través del SENA Virtual ilustra bien esta situación. El proceso de interacción se puede observar en la Gráfica 1.
Para soportar la educación virtual existen herramientas que presentan una variedad de características enfocadas a establecer interacción entre estudiantes y el tutor.
En la Tabla 1 se muestra una comparación basada en los componentes que permiten colaboración a los estudiantes y tutores.
Ambientes colaborativos
de aprendizaje
Los ambientes colaborativos de aprendizaje son artefactos que buscan promover el aprendizaje a través del esfuerzo
colaborativo entre estudiantes en un determinado contexto educativo, presentando un ambiente que enriquece el proceso donde el estudiante interactúa con otros colaboradores para solucionar un problema6.
Hay varias razones para considerar el trabajo colaborativo como una estrategia de gran interés en el proceso de enseñanza y aprendizaje7:
• La primera es la satisfacción y aumento de la
productividad.
• La segunda es la intercomunicación que
exigen.
• La tercera es el aprendizaje que el trabajo
colaborativo puede dar respecto al
conocimiento mismo y a la solución de
problemas
Los sistemas que permiten colaboración han sido diseñados para el trabajo de múltiples aprendices en redes virtuales, independientemente de que estén en la
Gráfica 1. Proceso en la educación virtual
Fuente: CARDONA O. Guillermo. Tendencias Educativas para el Siglo XXI. Educación Virtual, Online y @lerning. Elementos para la educación. EDUTEC Revista electrónica de tecnología educativa.2002
EMISOR - RECEPTOR
HOMÓLOGOS VIRTUALES
ALUMNOS DOCENTES
OTROS DOCENTES PROFESIONALES
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Tabla 1. Características de las herramientas virtuales. Adaptada de WCET’s EduTools.
IMS: Learning Resource Meta-data Information Model - SCORM: Shareable Content Object Reference Model -LMS: Learning Management System FTE: License fee is based on FTE students in an institution or consortium. - GNU/GPL: GNU Public License
.lRN Autor 1.5 Academic SuiteBlackboard Claroline 1.4 Moodle 1.5.2 Sakai 2.0 WebCt Campus Edition Característica Foros de discusión Correo interno Pizarra Virtual Grupo de trabajo Chat Auto-evaluación Construcción Comunidades Estudiantiles Cumplimiento instr.Estándar Seguimiento del Estudiante licencia Las discusiones se pueden ver por fechas
Manejo de correo interno y correo individual.
Creación de grupos de trabajo. Chat básico que guarda registros. Creación de auto-evaluación, manejo de selección múltiple, verdadero o falso y múltiples respuestas.
Reporte del tiempo de todos los estudiantes que acceden al contenido del curso.
GNU/GPL
Soporta foros de discusión Manejo de correo interno y envió de archivos adjuntos.
Pueden tener múltiples instancias en el mismo curso. Soporta símbolos matemáticos, imágenes y presentaciones en ppt.
Creación de grupos de trabajo. Chat basado en Java, contiene grupos de discusión simultáneos, mensajes privados, los tutores pueden moderar el chat y suspender estudiantes. También guarda registros.
Creación de grupos de estudio en línea SCORM, LMS, IMS
Reporte del tiempo y la fecha con que cada estudiante accede al contenido del curso, foros y asignaciones.
FTE
Soporta foros de discusión. Manejo de correo, interno, lista de correo y almacenaje. Creación de grupos de trabajo. Creación de autoevaluación Creación de grupos de estudio en línea IMS
Open Source
Soporta foros de discusión. Manejo de correo interno y utilización de mensajes instantáneos. Soporta que el tutor controle la pizarra virtual y que utilice múltiples instancias del mismo curso. Creación de grupos de trabajo. Chat basado en PHP, contiene monitoreo por parte del tutor y soporte de grupos simultáneos. Creación de autoevaluación con tiempo, manejo de preguntas de verdadero o falso.
Creación de grupos de estudio en línea IMS, SCORM Y LMS
Reporte del tiempo, la fecha y la frecuencia con que el estudiante accede al contenido del curso.
Libre
Soporta foros de discusión. Manejo de correo interno, soporte de archivos. Pueden tener múltiples instancias en el mismo curso. Soporta imágenes, anotaciones y presentaciones. Creación de grupos de trabajo. Chat basado en Java soporta mensajes privados y grupos de discusión simultáneos, los instructores pueden moderar el chat y suspender estudiantes. Creación de auto-evaluación, manejo de múltiples respuestas, emparejar, calcular, responder y verdadero o falso.
SCORM, LMS, IMS
Reporte del tiempo, fecha, frecuencia con que cada estudiante o grupo accede al contenido del curso, foros, evaluaciones, asignaciones y auto-evaluación FTE
Soporta foros de discusión. No contiene
Creación de grupos de trabajo. Chat que soporta imágenes y guarda registros. Creación de autoevaluación, manejo de múltiples respuestas. SCORM Reporte del tiempo, fecha, frecuencia y dirección IP de cada estudiante que accede al contenido del curso, foros, evaluaciones y asignaciones.
GNU/GPL
Soporta foros de discusión No contiene
Creación de grupos de trabajo. Chat básico, los usuarios pueden crear nuevos salones. También guarda registros. Creación de autevaluación con tiempo, manejo de múltiples respuestas, verdadero o falso, emparejar y responder. Creación de espacios para trabajos para la colaboración. IMS
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proveer varios tipos de soporte informático, incluyendo utilidades para comunicación de ideas y de información, facilidades para tener acceso a documentos y a otro tipo de información, asistencia en actividades de solución de problemas, etc.
En lo relativo a la satisfacción y el aumento de la productividad educativa, el trabajo colaborativo tiene ventajas en la ejecución de tareas porque aumenta la motivación por el trabajo, pues se da una mayor cercanía entre los miembros del grupo y la satisfacción por la labor propia.
Curso BioPython
El proyecto BioPython es parte de una organización internacional que provee módulos en lenguajes de programación para análisis en biología molecular. Es un esfuerzo colaborativo para el desarrollo de librerías en Python y aplicaciones para el trabajo en bioinformática9.
BioPython es un conjunto de módulos de software escritos en Python principalmente para la recuperación de secuencias, análisis y manipulación de datos. Una de las características de BioPython, en lo que se refiere al trabajo con secuencias de ADN y proteínas, es la realización de tareas rutinarias para los investigadores, por ejemplo su lectura, alineamiento, manejo de bases de datos, etc. Scheuere et al proponen una metodología de enseñanza del lenguaje de programación Python para biólogos por medio de un documento que contiene un curso-taller10.
M
etodología
El documento se encuentra organizado por temas que avanzan progresivamente. Se comienza por los conocimientos básicos de los lenguajes de programación hasta abarcar todos los aspectos relacionados con programación en Python. El contenido del material se encuentra distribuido de la siguiente manera:
básicos de computación, así como de los
lenguajes de programación.
• Los capítulos intermedios hacen énfasis de la
programación en el lenguaje Python.
• Los últimos capítulos muestran algunas
técnicas específicas para el lenguaje de
programación Python.
La metodología está basada en ejemplos biológicos y ejercicios que se desarrollan por capitulo y aplican lo aprendido en cada uno. Por medio de tablas y figuras ilustra los conceptos de Python. El lenguaje utilizado en cada capitulo es un lenguaje natural, fácil de interpretar por el lector.
A continuación se realiza una comparación de la metodología del curso BioPhyton aplicada en las guías de Python, BioPerl y BioJava. En el anexo B se presenta una encuesta que ilustra la enseñanza de lenguajes de programación a biólogos desde la perspectiva del docente.
Phyton es un lenguaje de programación creado por Guido Van Rossum; administrado por la Phyton Software Foundation.
Al comparar el material de BioPython con el material de Python11, las diferencias encontradas son las siguientes:
• En las guías de Python se enfatiza en el
desarrollo de programas de software. la
metodología utiliza ejemplos basados en
matemáticas, posee pocas graficas y a medida
que avanza se hace intensivo el uso de los
conceptos del lenguaje de programación
Python.
• En BioPython no existen IDE
12muy avanzadas
para su uso.
BioPerl13 es una colección de módulos de Perl que facilitan
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bioinformática. Al comparar el material de BioPython con el material de BioPerl se encuentra lo siguiente:
• Schattner (2002) propone una metodología
de enseñanza que se diferencia de la
implementada en BioPython porque cambia
aspectos en el contenido temático como: la
guía inicia por una contextualización del
lenguaje de programación; después los pasos
para la instalación de un software; luego las
instrucciones para la introducción de objetos
en Perl y por último el uso de las librerías
BioPerl.
• Similarmente a la guía de BioPython, se
utilizan ejemplos biológicos.
Biojava15 es un proyecto Open Source16 dedicado a
proporcionar herramientas en Java para el procesamiento de datos biológicos. Al comparar el material de BioPython con el material de BioJava se encuentra lo siguiente:
•
Down and Pocock
(2005) proponen una
metodología de enseñanza que se diferencia
de todas las anteriores porque se dirige a
una audiencia que posee conocimientos
previos en el lenguaje de programación
Java, lo que implica un cambio total del
contenido temático. la guía contiene la
descripción de procesos para utilización de
las herramientas BioJava y al igual que las
anteriores metodologías también utiliza
ejemplos biológicos.
Las metodologías de enseñanza en los lenguajes de programación son similares porque deben comenzar por los conceptos básicos del lenguaje de programación como son tipos de datos, entradas, salidas, estructuras de control, sentencias, bucles y funciones.
Conclusiones y discusiones
Las herramientas virtuales de aprendizaje poseen poca integración de modelos pedagógicos que soporten los procesos que ellas facilitan. En la educación virtual existen herramientas que permiten el aprendizaje por medio de las tecnologías de información y comunicación, pero falta soporte de ambientes colaborativos que admita mas interacción entre el estudiante y el tutor.
Para el caso de estudio presentado es necesario poseer una colaboración que permita la interacción entre el estudiante y el tutor sobre BioPython donde se pueda generar un espacio en el que se realicen cambios sobre la estructura de programación.
Anexo A. Entrevista que ilustra la
enseñanza en un ambiente virtual
desde la perspectiva del estudiante.
1. ¿Cuál es su nombre completo? R/ Rafael Alberto Moreno Parra.
2. ¿Cuál es su profesión? R/ Ingeniería de Sistemas.
3. ¿En que se desempeña laboralmente?
R/ Actualmente tengo dos roles: como docente universitario y como desarrollador de software independiente.
4. ¿Qué lenguajes de programación maneja?
R/ Desarrollo experto para clientes en Borland Delphi 7, enseño Java y Visual Basic .NET y en estos momentos me estoy capacitando en PHP avanzado y JavaScript.
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R/ No, no he ensañado a biólogos.
6. ¿Cómo cree usted que aprendería un biólogo a programar?
R/ Como en toda profesión distinta a la Ingeniería de Sistemas, debe mostrarse claramente y en forma realista la importancia de saber programar, de tal manera que el estudiante considere seriamente y apasionadamente que el tema debe tratarlo con suma atención.
7. ¿Qué metodología propone para la enseñanza de programación dirigida a biólogos?
R/ Debe el profesor saber que temas son manejados en forma frecuente por los biólogos en los cuales hay uso de matemáticas y estadística. De esos temas, buscar cuales pueden ser automatizados (que un algoritmo
entre el procesamiento manual y el procesamiento automatizado haciendo énfasis en la velocidad y confiabilidad de los datos al hacerlo automatizado. De esta manera se valora la programación.
8. ¿Qué lenguaje de programación utilizaría para la enseñanza de programación a biólogos y por qué?
R/ Debe ser un lenguaje de programación que solo muestre el código necesario del algoritmo que esta construyendo y que no lo distraiga y no lo confunda con código generado para hacer formularios. Por esta razón Java no es una opción. Tampoco serviría PHP, JavaScript y HTML que es una mezcla de difícil digestión. Lenguajes de programación que ocultan el código de la forma y solo muestra el código de los algoritmos: Borland Delphi, Visual Basic .NET 2005.
Anexo B. Encuesta que ilustra
la enseñanza de lenguajes de
programación a biólogos desde la
perspectiva del docente.
Fecha: Septiembre 21 del 2006
Nombre del Entrevistado: Juliana Medina Nombre del Entrevistador: Jenny Navas Muñoz Duración de la Entrevista: 45 minutos
Se realizó una presentación previa al entrevistado por parte del entrevistador donde se le explicó el objetivo de la entrevista. El tipo de entrevista realizada fue no formal.
Las preguntas realizadas fueron las siguientes:
1. ¿Cúal es la maestría que está realizando virtualmente?
R/ Maestría de Desarrollo Comunitario Sostenible.
2. ¿Con qué institución está realizando la maestría? R/ Universidad Nacional de Costa Rica.
3. ¿Cómo fue el proceso de inscripción y matricula al programa?
R/ Postule a una beca en la Fundación Kellogg que tiene convenio con la UNA, LASPAU y la Redlayc y me la otorgaron. Entonces, tuve que enviar varios documentos por correo, como diplomas, notas, cartas de recomendación, anteproyecto, etc., luego me hicieron una entrevista por medio telefónico y por último me informaron que había sido aceptada por medio de una llamada que realice. Después viaje a Costa Rica donde me dieron el modulo introductorio y el CD que trae el programa para instalarlo en el PC desde el cual puedo acceder a la maestría y por vía mail me dieron la cuenta de usuario y el password.
4. ¿Cómo se llama el programa que maneja a plataforma virtual?
R/ First Class, se puede encontrar en la url www. redcapa.org.br
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5. ¿Qué contiene el sistema?
R/ Contiene un escritorio del programa donde se puede encontrar mailbox, calendario, cafetería, dirección, secretaria y chat que son los principales componentes.
6. ¿Cómo funciona el sistema?
R/ Entras a la plataforma con el nombre de usuario y password asignado por la institución y accedes a cada uno de los componentes nombrados en la anterior pregunta.
Las materias tienen un espacio donde el docente es libre de elegir que componentes va a manejar, como los chat, foros, documentación y asignaciones. Los documentos contienen información de los temas de la materia, trabajos, talleres, evaluaciones, etc. que se deben realizar en un tiempo límite. Una vez se hallan subido las asignaciones no es posible consultarlas, ni las propias ni la de compañeros del curso.
El manejo del mailbox es muy similar a los otros correos electrónicos, algo adicional es que puedes ver el historial de las personas que han leído un correo, también no es posible borrar los correos que me envían sino los que envió.
Existe un calendario público y uno privado, en el público se encuentran las fecha de la iniciación y terminación de cada bloque o semestre y las actividades que se van a realizar durante ese período,
el privado es para la disposición del estudiante donde se pueden guardar las actividades propias a realizarse durante unos períodos de tiempo.
La dirección es un espacio donde puedes escribirle al director de la maestría y él te contesta, de igual manera la secretaria es un espacio donde se le puede escribir a la secretaria y ella te contesta.
Y por último la cafetería que es un espacio propicio para el recreo y puedas hablar con los compañeros de distintos temas.
7. ¿Cómo le parece la metodología de enseñanza aplicada en la maestría virtual?
R/ Me parece excelente, porque todo depende de la cultura del estudiante, nadie esta recordando, ni presionando para hacer las cosas, solamente es voluntad y disposición de cada uno.
8. ¿Cómo se manejan las notas?
R/ Las notas son enviadas al mailbox o publicadas en un espacio creado para las notas con el respetivo código del estudiante.
9. ¿Qué crees que le hace falta al sistema?
R/ No le falta nada, cuando necesito un espacio privado para conversar con mis compañeros o docentes simplemente ingreso al mesinger con aquellos que me lo han permitido, para hablar sobre temas diferentes al curso.
CitAS
1 K. Schuerer, C. Maufrais, C. Letondal, E. Deveaud, and M.-A. Petit, “Introduction to Programming using Python. Programming Course for Biologists at the Pasteur Institute,” Pasteur Institute, 2005.
2 G. M. Farrell, The Changing Faces os Virtual Education, 2001.
3 L. Sherry, “Issues in Distance Learning “ International Journal of Education Telecommunications, vol. 1, pp. 337-365, 1996.
4 R. Mazza, “Using open student models in distance learning environments to help teachers provide adaptive tutoring,” presented at SCOMS - Studies in Communication Sciences, Special Issue New Media in Education, Università della Svizzera Italiana, 2003.
5 M. J. Rosenberg, “La revolución del E-learning,” in E-learning. Estrategias para transmitir conocimiento en la era digital, S. A. McGRAW-HILL INTERAMERICANA, Ed. Bógota, 2002, pp. 19-39.
6 J. A. Jiménez Builes and D. A. Ovalle Carranza, “Modelo de Integración de Ambientes Individualizados y Colaborativos de Aprendizaje: Nuevo Paradigma Educativo.”
7 C. M. Zea Restrepo, M. d. R. Atuesta Venegas, and M. A. González Castañón, “Sistemas Hipermedios Colaborativos. Nuevos Ambientes de Aprendizaje,” presented at IV Congresso RIBIE, Brasilia, 1998.
8 M. Lucero, M. Chiarani, and I. Pianucci, “Modelo de Aprendizaje Colaborativo en el Ambiente ACI “.
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FARRELL G. M. , The Changing Faces os Virtual Education, 2001.
HAMELRYCK T. and B. Manderick, “PDB file paser and structure class implemented in Python,” Oxford University Press, vol. 19, pp. 2308-2310, 2003.
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BiBlioGRAFÍA
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11 A. Marzal and I. Garcia, “Introducción a la programación con Python,” Universitat Jaume I, 2003.
13 P. Schattner, “BioperlTutorial - a tutorial for Bioperl.”
14 Scrips: Seccción de código que contiene órdenes para el sistema
15 T. Down and M. Pocock, “Biojava:Tutorial.”
16 Open Source: Software distribuido y desarrollado libremente
Jenny del Pilar Navas Muñoz
Estudiante de Ing. de Sistemas y Telecomunicaciones (desarrollando proyecto de grado). Ponencias éxitosas: II Congreso Suroccidental de Software Libre (2004), Festival GNU/Linux UTP Software Libre la Revolución del Siglo XXI (2005), III Encuentro Departamental de Semilleros de Investigación (2005), IX Encuentro Nacional y III Internacional de Semilleros de Investigación (2006) y IV Foro de Investigaciones (2006). Coordinadora grupo de Investigación en Software Libre, Unilibre Cali (GLUNIL) e integrante del grupo de Investigación de Desarrollo en Ambientes Virtuales Unilibre Cali (GIDAV).Auxiliar de Investigación de la Facultad de Ingeniería Unilibre Cali y Analista de Calidad de Maycotech Colombia S.A.
